Новый микроробот на мочевине для уничтожения биоплёнок E. coli

Инфекции мочевыводящих путей — одни из самых распространённых бактериальных заболеваний, поражающих около 150 миллионов человек в год во всём мире. Эти инфекции в основном связаны с присутствием Escherichia coli, которая перемещается от периуретральной области к уретре и в итоге колонизирует мочевой пузырь. Там бактерии могут прикрепляться к стенкам, формируя биоплёнку. Это происходит не только в мочевом пузыре, но и на постоянных мочевых катетерах.

Для борьбы с бактериальными биоплёнками разрабатывались различные подходы, включая липосомы, полимерные системы доставки лекарств и применение внешних полей (ультразвук, электричество, свет). В последнее время эти стратегии комбинируют с самоходными микро-/нанороботами, которые преобразуют энергию из окружающей среды в механическую. Благодаря активному движению эти устройства могут глубже проникать в биоплёнку, обеспечивая лучшее распределение противомикробных агентов по сравнению с пассивными частицами.

Исследователи из Университета химии и технологии создали наноструктурированных микророботов из пучков нанотрубок. Эти микророботы обладают кристаллической структурой и поглощают видимый свет. Иммобилизация фермента уреазы на их структуре дала им дополнительную каталитическую способность для запуска автономного движения в присутствии мочевины. Такие гибридные микророботы смогли эффективно разрушить биоплёнку E. coli после 2 часов облучения видимым светом.

«В целом наша работа демонстрирует потенциал сочетания ферментативных и фотокаталитических компонентов в структуре одного микроробота для эффективного удаления бактериальной биоплёнки», — говорит ведущий исследователь профессор Пумера.

Исследование опубликовано в журнале Small.